特許 6082172 アクティブスタイラス及びセンサコントローラを用いた方法、システム、センサコントローラ、及びアクティブスタイラス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6082172

(24)【登録日】2017年1月27日

(45)【発行日】2017年2月15日

(54)【発明の名称】アクティブスタイラス及びセンサコントローラを用いた方法、システム、センサコントローラ、及びアクティブスタイラス

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/03 20060101AFI20170206BHJP

   G06F 3/041 20060101ALI20170206BHJP

   G06F 3/044 20060101ALI20170206BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/03 400Z

   G06F3/041 512

   G06F3/044 Z

【請求項の数】26

【全頁数】32

(21)【出願番号】特願2016-562276(P2016-562276)

(86)(22)【出願日】2016年4月1日

(86)【国際出願番号】JP2016060906

【審査請求日】2016年10月12日

(31)【優先権主張番号】62/145412

(32)【優先日】2015年4月9日

(33)【優先権主張国】US

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000139403

【氏名又は名称】株式会社ワコム

(74)【代理人】

【識別番号】100115738

【弁理士】

【氏名又は名称】鷲頭 光宏

(74)【代理人】

【識別番号】100121681

【弁理士】

【氏名又は名称】緒方 和文

(74)【代理人】

【識別番号】100130982

【弁理士】

【氏名又は名称】黒瀬 泰之

(72)【発明者】

【氏名】小池 健

(72)【発明者】

【氏名】原 英之

【審査官】 松田 岳士

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−０２２５４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００７／１１１３２９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１３／０１８７３６（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ ３／０３

Ｇ０６Ｆ ３／０４１−３／０４７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

可変の周期で動作するよう構成された表示パネルとともに設置される電極群を有するセンサに接続されたセンサコントローラと、該センサコントローラと双方向通信を行うアクティブスタイラスとを用いた方法であって、
前記センサコントローラが、前記表示パネルの現在の動作周期を取得するステップと、
前記センサコントローラが、取得した現在の前記動作周期に対応する同期の基準となるアップリンク信号を生成して未検出あるいは既検出の前記アクティブスタイラスに対して前記動作周期で送信するステップと
を含む方法。

【請求項2】

前記アップリンク信号は、未検出あるいは既検出の前記アクティブスタイラスに対して前記アップリンク信号を基準としてダウンリンク信号を送信する時刻を指定する信号である
請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記動作周期は、画像フレーム時間に対応する時間長を有する
請求項１又は２に記載の方法。

【請求項4】

前記表示パネルは、前記動作周期の一周期の間に少なくとも１つのブランク期間を含み、
前記センサコントローラは、前記少なくとも１つのブランク期間のうちの少なくとも１つを、前記アップリンク信号を送信するための第１のブランク期間として使用する
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項5】

前記少なくとも１つのブランク期間はそれぞれ、前記表示パネルから発生するノイズが、他の期間に比して粗である期間である
請求項４に記載の方法。

【請求項6】

前記電極群の一部は、前記表示パネルの電極と共用されている共用電極であり、
前記少なくとも１つのブランク期間はそれぞれ、前記共用電極の電位が前記表示パネルの画素の駆動のために利用されていない期間である
請求項４又は５に記載の方法。

【請求項7】

前記センサコントローラは、前記少なくとも１つのブランク期間のうち、画像フレームに対応した１フレームの最初に位置する１つを前記第１のブランク期間として使用する
請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記表示パネルは、前記動作周期の一周期の間に複数のブランク期間を含み、
前記アクティブスタイラスが、前記センサコントローラに対してダウンリンク信号を送信するステップをさらに含み、
前記複数のブランク期間のうち前記第１のブランク期間として使用されるもの以外の中の少なくとも１つは、前記アクティブスタイラスが前記ダウンリンク信号を送信するための第２のブランク期間として使用される
をさらに含む請求項６又は７に記載の方法。

【請求項9】

前記複数のブランク期間は、前記動作周期の一周期の間に等間隔で配置される
請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記アップリンク信号は、前記アクティブスタイラスが送信すべきデータを指定するコマンドを含み、
前記ダウンリンク信号は、前記コマンドにより指定されたデータを含む
請求項８又は９に記載の方法。

【請求項11】

前記センサコントローラが、前記複数のブランク期間の少なくとも一部において補助アップリンク信号を送信するステップをさらに含み、
前記アクティブスタイラスは、前記補助アップリンク信号の受信に応じて前記ダウンリンク信号の送信を開始する
請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の方法。

【請求項12】

前記アップリンク信号は、前記センサコントローラが前記補助アップリンク信号を送信するか否かを示すデータを含む
請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記ダウンリンク信号を送信するステップは、一定の時間間隔で筆圧を含む前記ダウンリンク信号を送信するよう構成される
請求項８乃至１２のいずれか一項に記載の方法。

【請求項14】

前記ダウンリンク信号を送信するステップは、前記少なくとも１つの第２のブランク期間のうちのＮ個（Ｎ≧０）において位置信号を送信する一方、前記少なくとも１つの第２のブランク期間のうちのＭ個（Ｍ≧０）において前記アクティブスタイラスの操作状態によって変化するデータ信号を送信する
請求項８乃至１３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項15】

前記データ信号は、前記アクティブスタイラスに割り当てられたＩＤを含む
請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

前記センサコントローラが、前記ダウンリンク信号を受信することにより前記アクティブスタイラスを検出するステップをさらに含み、
前記センサコントローラは、前記アクティブスタイラスを検出したか否かに応じて、前記第１のブランク期間として使用する前記ブランク期間の個数を変更する
請求項８乃至１５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項17】

可変の周期で動作するよう構成された表示パネルとともに設置される電極群を有するセンサに接続されたセンサコントローラと、該センサコントローラと双方向通信を行うアクティブスタイラスとを含むシステムであって、
前記センサコントローラが、前記表示パネルの現在の前記動作周期に対応する同期の基準となり、かつ、前記アクティブスタイラスがダウンリンク信号を送信する時刻を指定する基準となるアップリンク信号を前記動作周期で未検出あるいは既検出の前記アクティブスタイラスに対して送信し、
前記アップリンク信号を検出した前記アクティブスタイラスが、検出した前記アップリンク信号を基準として指定された時刻にダウンリンク信号を送信し、
前記センサコントローラが、前記ダウンリンク信号を検出することで前記アクティブスタイラスを検出する
システム。

【請求項18】

可変の周期で動作するよう構成された表示パネルとともに設置される電極群を有するセンサに接続され、アクティブスタイラスと双方向通信を行うセンサコントローラであって、
前記表示パネルの現在の動作周期を特定し、特定した現在の前記動作周期に対応するダウリンク信号の送信動作の同期の基準となるアップリンク信号を前記アクティブスタイラスに対して送信する
センサコントローラ。

【請求項19】

前記電極群の一部は、前記表示パネルの電極と共用されている共用電極であり、
前記アップリンク信号は、前記共用電極の電位が前記表示パネルの画素の駆動のために利用されていないブランク期間の前記動作周期内における配置方法を示す情報を含む
請求項１８に記載のセンサコントローラ。

【請求項20】

前記ブランク期間は、前記表示パネルの垂直帰線期間に対応する期間である
請求項１９に記載のセンサコントローラ。

【請求項21】

前記ブランク期間は、前記動作周期に含まれる前記表示パネルの水平帰線期間に対応する期間である
請求項１９に記載のセンサコントローラ。

【請求項22】

可変の周期で動作するよう構成された表示パネルとともに設置される電極群を有するセンサに接続されたセンサコントローラと双方向通信を行うアクティブスタイラスであって、
前記センサコントローラから前記表示パネルの現在の動作周期で繰り返し送信される同期の基準となるアップリンク信号を受信し、
前記アップリンク信号により指定される時刻で、前記センサコントローラに対しダウンリンク信号を送信する
アクティブスタイラス。

【請求項23】

前記電極群の一部は、前記表示パネルの電極と共用されている共用電極であり、
前記アップリンク信号は、それぞれ前記共用電極の電位が前記表示パネルの画素の駆動のために利用されていない期間である複数のブランク期間の前記動作周期内における配置方法を示す情報と、前記複数のブランク期間のそれぞれで送信すべきデータを識別するコマンドとを含み、
前記複数のブランク期間の各々で送信される補助アップリンク信号により個々のブランク期間であることが示されるタイミングで、前記送信すべきデータに基づいて前記センサコントローラに対しダウンリンク信号を送信する
請求項２２に記載のアクティブスタイラス。

【請求項24】

前記表示パネルは、前記動作周期の一周期の間にそれぞれ少なくとも１つの第１及び第２のブランク期間を含む複数のブランク期間を含み、
前記アップリンク信号は前記第１のブランク期間内に送信され、
前記ダウンリンク信号は前記第２のブランク期間内に送信される
請求項２３に記載のアクティブスタイラス。

【請求項25】

前記複数のブランク期間はそれぞれ、前記表示パネルの水平帰線期間に対応する期間である
請求項２４に記載のアクティブスタイラス。

【請求項26】

前記センサコントローラは、前記少なくとも１つの第２のブランク期間の少なくとも一部において、前記アップリンク信号に比して時間長が短い信号であって、それぞれの前記第２のブランク期間を示す補助アップリンク信号を送信し、
前記アクティブスタイラスは、前記補助アップリンク信号の受信に応じてそれぞれの前記第２のブランク期間内に前記ダウンリンク信号の送信を開始する
請求項２４又は２５に記載のアクティブスタイラス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アクティブスタイラス及びセンサコントローラを用いた方法、システム、センサコントローラ、及びアクティブスタイラスに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、電子機器のパネル上で手書き入力するための入力装置として、電磁誘導方式や静電容量方式など様々な方式のスタイラスが用いられるようになっており、そのうちの一つに、アクティブ静電方式のスタイラスがある。以下、アクティブ静電方式のスタイラスを「アクティブスタイラス」と称する。

【0003】

アクティブスタイラスによる信号の送信は、アクティブスタイラスの先端に設けた電極に送信信号を供給し、それによって電極近傍の空間に電界の変化（交番電界）を生じさせることによって実行される。電子機器は、パネル下にマトリクス状に配設された電極群を含むセンサボードと、このセンサボードに接続されたセンサコントローラとを有しており、上記交番電界によってセンサボード内の電極群に生ずる電荷量の変化をセンサコントローラが検出することによって、アクティブスタイラスが送信した信号を受信するよう構成される。特許文献１には、位置検出用の無変調の連続信号とともに筆圧情報や固有ＩＤなどによって変調された信号を送信するように構成されたアクティブスタイラスの例が記載されている。以下、位置検出用の無変調の信号を「位置信号」、筆圧情報や固有ＩＤなどによって変調された信号を「データ信号」と呼ぶ。

【0004】

アクティブ静電方式に対応する電子機器のセンサコントローラは、アクティブスタイラスに対して信号を送信することも可能である。センサコントローラは、センサボードを構成する電極群に送信信号を供給し、それによってパネル上に電界を生成することにより、スタイラスに向けて信号を送信することができる。アクティブスタイラスは、この電界により上記電極に誘導される電荷量の変化を受信電極により検出することによって、電子機器が送信した信号を検出するよう構成される。特許文献２には、センサコントローラから送信された信号を受信するアクティブスタイラスの例が記載されている。

【0005】

アクティブスタイラスを検出するためのセンサボードは、指のタッチ検出を行うためのセンサボードを兼ねることが多い。電子機器は、ディスプレイメーカから供給される液晶パネルの上に指のタッチ検出とアクティブスタイラスの検出とを行うための１つのセンサボードが載設され構成される。このように液晶パネルの外部にアクティブスタイラスの検出を行うセンサボードが載設されたシステムを、便宜上「アウトセル型」のシステムと呼ぶ。

【0006】

アウトセル型のシステムのように液晶パネルの外部にセンサボードが存在する場合であっても、センサボードの下部に存在する液晶パネル内の駆動信号がノイズとなり、センサコントローラの指の検出動作やアクティブスタイラスの検出動作に影響を及ぼすことが知られている。このようなノイズの代表的な一つは、液晶パネルの画素を駆動するための電極に供給される電圧信号の交流成分である。この電圧信号は各画素の液晶の配向を制御するためのもので、ＡＣ結合によってセンサボードを構成する電極群に入り込み、ノイズとなる。

【0007】

このようなノイズへの対策を、センサコントローラが単独で行う発明が知られている。特許文献３には、指のタッチ検出について電極により検出された信号と電極の周囲に設けられたダミー電極により検出されたノイズ成分を含む信号との差動信号により、ノイズがキャンセルされた信号を得ることが記載されている。特許文献４には、表示装置の水平同期パルスを、位相を制御しつつ既知の周期で発生し、このパルスに同期したタイミングにより、指またはスタイラスからの位置信号またはデータ信号を検出する方法が記載される。また、特許文献２には、スタイラスが受信信号のレベルを測定し、レベルが高くなっている期間の時間長に基づいて信号とノイズとを識別することが記載される。

【0008】

また、近年、オンセル型やインセル型の指のタッチ検出を行う液晶パネルが普及してきている（非特許文献１参照）。オンセル型の液晶パネルは、液晶パネルの内部のカラーフィルターガラスや基盤ガラスの上にタッチセンサ用の電極群を配置するもので、液晶パネルを構成する電極とセンサボードを構成する電極とは別の電極である。それら電極間の距離は上述したアウトセル型のものよりも近いため、タッチセンサ用の電極は液晶駆動の電極からのノイズの影響を強く受けることになる。

【0009】

一方、インセル型の液晶パネルでは、液晶パネルの共通電極あるいは画素電極（以下、共用電極と呼ぶ）が、指のタッチ検出あるいはアクティブスタイラスの検出のための電極群の一部として利用される。液晶パネル内で画素の駆動動作が実行されている間、タッチ検出にも共用される上記共用電極の電位は、画素駆動のための電位（固定である場合も可変の場合もある）に設定される。従って、インセル型の場合にはそもそも画素の駆動動作が実行されている間、センサコントローラではアクティブスタイラスからの信号を受信することができない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】国際公開第２０１５／１１１１５９号公報

【特許文献2】米国特許出願公開第２０１３／０１０６７９７号明細書

【特許文献3】特開平５−６１５３号公報

【特許文献4】国際公開２０１５／１４１３４９号公報

【非特許文献】

【0011】

【非特許文献1】「ＪＤＩ、ＬＧ、シャープのスマホ向けインセル/オンセル戦略を読む」、［online］、日経テクノロジーオンライン、［平成28年3月8日検索］、インターネット<URL:http://techon.nikkeibp.co.jp/article/NEWS/20150121/400160/>

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

指のタッチの検出においては、アウトセル型（若しくはオンセル型）のシステムにおいてノイズが多く発生する期間、又は、インセル型の液晶パネルの液晶駆動期間（以下、これらの期間を「表示動作期間」と称する）において、センサコントローラが単独で指のタッチの検出動作を停止させたとしても、位置信号の検出レートが低下するものの情報の欠落が生ずることはない。指が数ミリ秒以下の１回の表示動作期間を越えてセンサボードに存在する限り、指が存在すること（または存在しないこと）を示す情報には欠落が生じないためである。

【0013】

しかし、筆圧値や固有ＩＤなどのデータにより変調されたデータ信号を送信するアクティブスタイラスの検出において、センサコントローラが独自に液晶ノイズの発生状況や動作状況に応じて当該期間の検出動作を停止すると、この期間にアクティブスタイラスから送信された一部の情報が伝達できない場合が発生する。例えば、特許文献１記載のアクティブスタイラスのように位置信号とデータ信号とを繰り返し送信し続ける場合に、表示動作期間にデータ信号を受信すると、データ信号に含まれるデータの一部が欠落することになる。

【0014】

特に、インセル型の液晶パネルの内部にタッチセンサと共用される電極を設けこれを利用するセンサコントローラでは、液晶パネルの動作モード、リフレッシュレート、共用電極がどの領域の画素の駆動に用いられるかなど各種の動作モード、設定、電極の構成に応じて表示動作期間の出現頻度やその長さは更に多様になる。また、インセル型の液晶パネル同様に、駆動電極の一部をタッチセンサと共用する有機ＥＬパネル等の表示パネルや、デジタルサイネージ等に使われる特殊な形状の表示パネルについて、どのような期間に表示動作期間が生じるのかは、これら表示パネルの構成や動作に依存することになる。

【0015】

今後、インセル型の表示パネルや様々な表示動作期間で動作する表示パネルを用いたシステムに搭載されるセンサコントローラにおいて、ペンダウン操作されているアクティブスタイラスから送信された信号を一早く検出し、また、データ信号に載せられた筆圧等の情報を欠落なく受信できるようにするためには、表示パネルに固有の表示動作期間を回避してアクティブスタイラスが所定の信号を送信することができるように、センサコントローラからアクティブスタイラスに対して、表示パネルの動作あるいは設定状態に応じて信号の好ましい送信タイミングを伝えられるようにすることが望ましい。

【0016】

したがって、本発明の目的の一つは、センサコントローラからアクティブスタイラスに対して、表示パネルの動作状態に応じた信号の好ましい送信タイミングを伝えることのできる、センサコントローラ及びアクティブスタイラスを用いた方法、システム、センサコントローラ、並びにアクティブスタイラスを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0017】

本発明による方法は、可変の周期で動作するよう構成された表示パネルとともに設置される電極群を有するセンサに接続されたセンサコントローラと、該センサコントローラと双方向通信を行うアクティブスタイラスとを用いた方法であって、前記センサコントローラが、前記表示パネルの現在の動作周期を取得するステップと、前記センサコントローラが、取得した現在の前記動作周期に対応する同期の基準となるアップリンク信号を生成して未検出あるいは既検出の前記アクティブスタイラスに対して前記動作周期で送信するステップとを含む方法である。

【0018】

本発明によるシステムは、可変の周期で動作するよう構成された表示パネルとともに設置される電極群を有するセンサに接続されたセンサコントローラと、該センサコントローラと双方向通信を行うアクティブスタイラスとを含むシステムであって、前記センサコントローラが、前記表示パネルの現在の前記動作周期に対応する同期の基準となり、かつ、前記アクティブスタイラスがダウンリンク信号を送信する時刻を指定する基準となるアップリンク信号を前記動作周期で未検出あるいは既検出の前記アクティブスタイラスに対して送信し、前記アップリンク信号を検出した前記アクティブスタイラスが、検出した前記アップリンク信号を基準として指定された時刻にダウンリンク信号を送信し、前記センサコントローラが、前記ダウンリンク信号を検出することで前記アクティブスタイラスを検出するシステムである。

【0019】

本発明によるセンサコントローラは、可変の周期で動作するよう構成された表示パネルとともに設置される電極群を有するセンサに接続され、アクティブスタイラスと双方向通信を行うセンサコントローラであって、前記表示パネルの現在の動作周期を特定し、特定した現在の前記動作周期に対応するダウリンク信号の送信動作の同期の基準となる前記アップリンク信号を前記アクティブスタイラスに対して送信するセンサコントローラである。

【0020】

本発明によるアクティブスタイラスは、可変の周期で動作するよう構成された表示パネルとともに設置される電極群を有するセンサに接続されたセンサコントローラと双方向通信を行うアクティブスタイラスであって、前記センサコントローラから前記表示パネルの現在の動作周期で繰り返し送信される同期の基準となるアップリンク信号を受信し、前記アップリンク信号により指定される時刻で、前記センサコントローラに対しダウンリンク信号を送信するアクティブスタイラスである。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、センサコントローラが表示パネルの現在の動作周期を取得しているので、センサコントローラからアクティブスタイラスに対し、取得した動作周期に対応する同期の基準となるアップリンク信号を送信することが可能になる。したがって、アップリンク信号を同期の基準時刻として指定されたタイミングでダウンリンク信号を返信あるいは周期的に送信するアクティブスタイラスに対し、表示パネルの状態に応じた信号の好ましい送信タイミングを伝えることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の第１の実施の形態による位置入力システム１の概要図である。

【図2】図１に示したスタイラス２の機能ブロックを示す略ブロック図である。

【図3】図１に示したセンサコントローラ３１の機能ブロックを示す略ブロック図である。

【図4】図１に示した駆動信号ＬＤと液晶ノイズＬＣＤｎｚの関係の一例を説明する図である。

【図5】図１に示した液晶パネル３３の表示面を示す図である。

【図6】図１に示した駆動信号ＬＤと液晶ノイズＬＣＤｎｚの関係の他の例を説明する図である。

【図7】液晶パネル３３のリフレッシュレートＲｒと、アップリンク信号ＵＳの送信周期との関係を示す図である。

【図8】液晶パネル３３の動作周期ＶＴと位置入力システム１の通信状況を示す表（通信リソーステーブルＣＲＴｂｌ）である。

【図9】本発明の第２の実施の形態による液晶パネル３３兼センサボード３４の構造を示す模式図である。

【図10】本発明の第２の実施の形態による制御装置６０の機能ブロックを示す略ブロック図である。

【図11】（ａ）は、本発明の第２の実施の形態によるブランク期間ＢＰａの配置例の一例を示す図であり、（ｂ）（ｃ）は、図１０に示した指示体検出部６２による（ａ）のブランク期間ＢＰａの使い方を示す図である。

【図12】図１１に示したアップリンク信号ＵＳの構成例を示す図である。

【図13】時間Ｔ６においてスタイラス２がデータ信号ＯＤ＿ＤＰの送信を行う場合における、アップリンク信号ＵＳとダウンリンク信号ＤＳの一例を示す図である。

【図14】（ａ）（ｂ）はそれぞれ、データ信号ＯＤ＿ＤＰを送信するために確保された時間において送信されるデータの具体例を示す図である。

【図15】図１０に示した指示体検出部６２が行う処理を示す処理フロー図である。

【図16】図１５に示したステップＳ８で実行されるデータ受信処理の詳細を示す処理フロー図である。

【図17】図１０に示したスタイラス２が行う処理を示す処理フロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。まず第１の実施の形態として、アウトセル型のシステムに本発明を適用した場合について説明する。続いて第２の実施の形態として、インセル型のシステムに本発明を適用した場合について説明する。

【0024】

図１は、本発明の第１の実施の形態による位置入力システム１の概要図である。位置入力システム１はアクティブ静電方式を利用したシステムである。位置入力システム１は、指示位置Ｐ（Ｐ０〜Ｐｋ〜Ｐｎ）と、筆圧等の操作状態データＯＤを電子機器３に入力するためのスタイラス２（アクティブスタイラス）と、液晶パネル３３に重畳されたセンサボード３４を用いて現在のスタイラス２の指示位置Ｐを導出し操作状態データＯＤとともに電子機器制御部３０に出力するセンサコントローラ３１とを含み構成される。センサコントローラ３１は、液晶パネル３３及び液晶駆動部３２と、これらを制御する電子機器制御部３０とを備えた電子機器３に備えられる。

【0025】

スタイラス２は、センサコントローラ３１から所定の周期で送信されるアップリンク信号ＵＳを検出し、検出されたアップリンク信号ＵＳを基準時刻として指示された時間にダウンリンク信号ＤＳを送信するための電源、通信回路、及び電極を備えているアクティブ静電方式のスタイラスである。指示された時間とは、（１）センサコントローラ３１がスタイラス２を検出する前に事前に指定されている時間（以下、アップリンク信号ＵＳの直後の時間）である場合と、互いを検出した後に（２）アップリンク信号ＵＳに含まれるコマンドＣＣ＿ＵＰによってアップリンク信号ＵＳを基準時刻として明示的に指定された時間である場合とがある。

【0026】

ダウンリンク信号ＤＳには、スタイラス２が検出された位置に存在することを示す位置信号Ｄ＿ＤＰ、及び、筆圧情報等の操作状態データＯＤ等のデータにより変調されたデータ信号ＯＤ＿ＤＰが含まれる。位置信号Ｄ＿ＤＰは、センサコントローラ３１が後述のアップリンク信号ＵＳを送信し、これに対してスタイラス２が応答することでセンサコントローラ３１がスタイラス２を検出するための応答信号としても利用される。以下では、これら位置信号Ｄ＿ＤＰとデータ信号ＯＤ＿ＤＰとを区別しない場合にダウンリンク信号ＤＳと総称する。

【0027】

センサコントローラ３１は、液晶パネル３３の法線方向に液晶パネル３３と対向するように設けられたセンサボード３４と接続され、センサボード３４を介してスタイラス２との間で通信を行う集積回路（ＩＣ：Integrated Circuit）である。センサコントローラ３１は、液晶駆動部３２の動作状態に基づいてアップリンク信号ＵＳを送信する周期及び時間を管理し、この周期及び時間でアップリンク信号ＵＳを送信し、このアップリンク信号ＵＳを基準時刻として送信されるダウンリンク信号ＤＳを検出することによりスタイラス２を検出する。またその検出位置に基づいてスタイラス２の指示位置Ｐを導出し、データ信号ＯＤ＿ＤＰに含まれたデータから筆圧等の操作状態データＯＤを抽出し、操作状態データＯＤを指示位置Ｐとともに電子機器制御部３０に供給する。

【0028】

液晶パネル３３は、パネル面を形成する２方向（図１に示すＸ方向及びＹ方向）に沿ってマトリクス状に並ぶ複数の画素を含む。各画素は画素電極及び液晶を含んで構成される。また、液晶パネル３３は他に、偏光板、ガラス基板、カラーフィルタ、共通電極、バックライト光源等を有して構成される。このうち共通電極はパネル面を複数の領域に分割してなる領域ごとに設けられるもので、表示動作期間には画素電極との間で画素の値に応じた電位差が形成されるように固定あるいは可変の電圧が印加される。

【0029】

液晶駆動部３２は、電子機器制御部３０から供給されるビデオ信号Ｖに基づいて駆動信号ＬＤ（ゲート・ソース電圧等）を生成する。駆動信号ＬＤは、液晶パネル３３内の各画素の液晶の偏光を制御し、ビデオ信号Ｖに応じた映像を表示する役割を果たす。駆動信号ＬＤには高周波数の成分が含まれており、駆動信号ＬＤが液晶パネル３３に供給される度に、センサボード３４との間に形成された寄生容量（図中Ｃ２で代表）を介して、センサコントローラ３１が受信しようとする信号にも液晶ノイズＬＣＤｎｚが含まれることになる。

【0030】

次に、ユーザのスタイラス２の典型的な操作方法に照らして位置入力システム１の動作の概要を説明する。

【0031】

ユーザは、スタイラス２を操作するとき、まずスタイラス２を操作パネル３５に近づける操作（ペンダウン操作）を行う。ペンダウン操作によるスタイラス２の移動は、操作パネル３５の法線方向（図１に示すＺ方向）の成分を含む空間移動である。スタイラス２が、図１に示すように指示位置Ｐ０付近でセンサボード３４に近接すると、センサボード３４を構成する電極群とスタイラス２の先端との間で信号を送受信するために十分な結合容量Ｃが形成される。スタイラス２はこの結合容量Ｃを介してセンサコントローラ３１が送信したアップリンク信号ＵＳを検出することが可能になる。スタイラス２は、アップリンク信号ＵＳに同期するための内部処理を行い、アップリンク信号ＵＳを基準時刻としてセンサコントローラ３１が指定する時間（例えば直後の時間）にダウンリンク信号ＤＳを送信する。センサコントローラ３１は、スタイラス２が送信したダウンリンク信号ＤＳをノイズＬＣＤｎｚの影響等を受けずに受信できた場合には、スタイラス２の検出と指示位置Ｐの導出等の処理を開始することができる。

【0032】

ペンダウン操作の後、ユーザはスタイラス２の先端を操作パネル３５に接触させた状態で、例えば、図１に示すＰ０〜Ｐｎまでの軌跡Ｐａｔｈを描くように、スタイラス２の先端を移動させる。この間、スタイラス２は、アップリンク信号ＵＳにより与えられた基準時刻に基づいて指示される時間に位置信号Ｄ＿ＤＰとデータ信号ＯＤ＿ＤＰとの送信を繰り返す。この間、結合容量Ｃの値はペンダウン時に比して比較的大きい値となる。

【0033】

ユーザは、スタイラス２の先端を操作パネル３５から離す操作（ペンアップ操作）を行う。ペンアップ操作はペンダウン操作とは逆の操作である。指示位置Ｐｎ付近で十分な結合容量Ｃが形成されなくなるほどセンサコントローラ３１とスタイラス２とが離間すると、スタイラス２とセンサコントローラ３１の間で信号の送受信ができなくなる。送受信ができなくなった後であっても、一定期間はスタイラス２とセンサコントローラ３１それぞれの内部状態として基準時刻とその周期とが維持される。一定期間が経過すると、スタイラス２とセンサコントローラ３１それぞれの内部状態としての基準時刻が解除される。

【0034】

スタイラス２がアップリンク信号ＵＳを検出できないことが原因であるか、あるいは、スタイラス２から返信されたダウンリンク信号ＤＳをセンサコントローラ３１が検出できないことが原因であるかを問わず、スタイラス２がペンダウン操作をされ検出可能範囲に入っているにもかかわらず、液晶ノイズＬＣＤｎｚによりセンサコントローラ３１がスタイラス２から送信されたダウンリンク信号ＤＳを検出できなかった場合には、センサコントローラ３１がスタイラス２を検出するまでの時間が少なくとも次のアップリンク信号ＵＳの送信まで遅れることになる。

【0035】

センサコントローラ３１がスタイラス２を検出することが遅れることは、例えばセンサコントローラ３１による座標検出処理や電子機器制御部３０での座標位置のカーソル表示処理等後続の処理の遅れとなる。ここで、スタイラス２がペンダウン操作を行っている時間は、ユーザがスタイラス２を操作パネル上で利用開始している時間であり、後続の表示処理の遅れはユーザが体感する位置入力システム１の応答遅延となってしまう。

【0036】

そこで、本実施の形態では、ユーザがスタイラス２のペンダウン操作をすることでスタイラス２がセンサコントローラ３１の検出可能範囲に入ったときに、早期かつより高い確率でセンサコントローラ３１がスタイラス２を検出することができることを目的とする。

【0037】

具体的には、センサコントローラ３１は、液晶ノイズＬＣＤｎｚが比較的に少ないブランク期間ＢＰの発生周期毎ににスタイラス２からダウンリンク信号ＤＳが送信されるように、スタイラス２に対して液晶パネル３３の動作の周期（動作周期ＶＴ）でアップリンク信号ＵＳを送信する。

【0038】

図２は、スタイラス２の機能ブロックを示す略ブロック図である。同図に示すように、スタイラス２は、電極２０、送受信切替部２１、発振部２２、送信部２３、受信部２４、操作情報検出部２５、操作入力部２６、構成情報保持部２７、及び通信制御部２８を含み構成される。

【0039】

電極２０は、ダウンリンク信号ＤＳあるいはアップリンク信号ＵＳに対応した電荷が誘導される導体である。送受信切替部２１は、通信制御部２８から供給される切替信号Ｓ＿Ｓｅｌに基づいて、電極２０と送信部２３又は受信部２４との間の接続状態を切り替えるスイッチである。送受信切替部２１は、送信と受信とを時分割で切り替えるために用いられる。

【0040】

発振部２２は、通信制御部２８から供給される周波数設定信号Ｆ＿ｓｅｌに基づいてセンサコントローラ３１とスタイラス２との間で通信に用いる周波数のキャリア信号を生成する発振回路である。キャリア信号は正弦波であってもクロックパルスの矩形波であってもよい。

【0041】

受信部２４は、電極２０に誘導された電荷量の変化（信号）を検波して復調することで信号に含まれた探索パターンＤ＿ＵＰあるいはコマンドＣＣ＿ＵＰを抽出して通信制御部２８に出力するよう構成される。アップリンク信号ＵＳの変調方法として、拡散符号を用いた変調を行う場合（詳しくは第２の実施の形態で説明する）には、受信した信号を相関器により予め記憶している拡散符号と受信信号との相関演算を行い、探索パターンＤ＿ＵＰあるいはコマンドＣＣ＿ＵＰを抽出する。

【0042】

送信部２３は、通信制御部２８から供給されたデータに基づいてダウンリンク信号ＤＳを生成し、電極２０に供給することでセンサコントローラ３１に対して送信する。位置信号Ｄ＿ＤＰを送信する際には、発振部２２から与えられるキャリア信号をそのまま変調せず出力する。データ信号ＯＤ＿ＤＰを送信する際には、操作状態データＯＤや構成データＣＤ等のデータを符号化して送信デジタル信号を生成し、これにより発振部２２から与えられるキャリア信号を変調することによってデータ信号ＯＤ＿ＤＰを生成する。

【0043】

操作情報検出部２５は、スタイラス２の側面に設けられた押しボタンなどである操作入力部２６のオンオフなどの操作状態、図示しない筆圧検出部により検出された筆圧Ｆの値、又は、スタイラス２の駆動電源であるバッテリの残量データなど、スタイラス２の操作状態によって変化する動的なデータである操作状態データＯＤを取得し、通信制御部２８に適宜供給する。

【0044】

構成情報保持部２７は、上述したスタイラス識別子ＳＩＤの他、スタイラス２のメーカーを示すベンダＩＤ、スタイラス２のペン先のタイプ（ボールペン、ブラシなど）、操作入力部２６の数など、スタイラス２の操作状態によって変化しない静的なデータである構成データＣＤを保持し、通信制御部２８に供給する。

【0045】

通信制御部２８は、ペンダウン操作の開始後に受信部２４が検出したアップリンク信号ＵＳの受信時刻を基準時刻としてセンサコントローラ３１に指示された時間にダウンリンク信号ＤＳが送信されるように送信部２３を制御する。指示された時間とは、（１）センサコントローラ３１がスタイラス２を検出完了するまでの間は、スタイラス２とセンサコントローラ３１との間で事前に決まっている時間であり、具体的には探索パターンＤ＿ＵＰを含むアップリンク信号ＵＳを検出した直後（送受信の切り替えギャップを挟んでもよい）の時間である。また、（２）センサコントローラ３１がスタイラス２を検出した後においては、アップリンク信号ＵＳに含まれるコマンドＣＣ＿ＵＰによってアップリンク信号ＵＳを基準時刻として明示的に指定された時間である。（２）の場合、通信制御部２８は送信部２３に、コマンドＣＣ＿ＵＰによって指定されたデータ（操作状態データＯＤや構成データＣＤを含む）を含むデータ信号ＯＤ＿ＤＰを送信させる。また、通信制御部２８は、通信設定テーブルを保持し、一度検出された基準時刻時間のタイミングや、通信に用いる時間（時間スロット等）あるいは周波数等を保持する。

【0046】

図３は、センサコントローラ３１の機能ブロックを示す略ブロック図である。本実施の形態のシステムはアウトセル型に該当する。液晶パネル３３の外部に（上部に）透明接着層等を介してセンサボード３４が載設される。

【0047】

センサボード３４は、図１に示した操作パネル３５と平行な面を形成するように２次元に配設された行電極群４５及び列電極群４６を含む。これら行電極群４５及び列電極群４６は、液晶パネル３３を構成する電極（画素電極、共通電極）とは別に設けられている。行電極群４５に現れる信号には、液晶パネル３３で発生する液晶ノイズＬＣＤｎｚが含まれる。

【0048】

センサコントローラ３１は、センサボード３４に接続される集積回路であり、図３に示すように、送受信切替部４７、発振部４０、送信部４１、受信部４２、指示体検出部４３、及び動作周期取得部４４を含み構成される。

【0049】

送受信切替部４７は、指示体検出部４３から供給される切替信号Ｓ＿Ｓｅｌに基づいて、行電極群４５を構成する各電極と後述する送信部４１又は受信部４２との間の接続状態を切り替えるスイッチ群である。切替信号Ｓ＿Ｓｅｌは、指示体検出部４３がスタイラス２に向けてアップリンク信号ＵＳを送信する時間（及び、指タッチの検出を行う際）には行電極群４５が送信部４１に接続され、スタイラス２からの信号を受信する際には行電極群４５が受信部４２に接続されることを指示する信号である。

【0050】

発振部４０は、指示体検出部４３から供給される周波数設定信号Ｆ＿ｓｅｌに基づく周波数の正弦波（又は矩形波）の信号を生成する発振回路である。

【0051】

送信部４１は、指示体検出部４３の指示するタイミングで指示体検出部４３から供給される探索パターンＤ＿ＵＰ及びコマンドＣＣ＿ＵＰにより発振部４０から与えられるキャリア信号を変調して、行電極群４５にアップリンク信号ＵＳを出力する。

【0052】

受信部４２は、指示体検出部４３の指示するタイミングで指示体検出部４３のダウンリンク信号ＤＳの受信動作を実行する。受信期間にダウンリンク信号ＤＳが検出された場合には、受信部４２はデータ信号ＯＤ＿ＤＰに含まれた操作状態データＯＤ等を抽出して指示体検出部４３に供給するとともに、当該データ信号ＯＤ＿ＤＰに対応するダウンリンク信号ＤＳを受信した電極を示す位置情報Ｐｏｓを取得して指示体検出部４３に供給する。

【0053】

動作周期取得部４４は、液晶駆動部３２から出力される駆動信号ＬＤ若しくはリフレッシュレートＲｒ、又は、監視した液晶ノイズＬＣＤｎｚの状況などに基づいて、液晶駆動部３２による液晶パネル３３の制御の周期を示す動作周期ＶＴ（図７参照）と、動作周期ＶＴで液晶ノイズＬＣＤｎｚの出現頻度が小さくなる（他の期間に比して粗となる）期間であるブランク期間ＢＰ（図４、図７参照）とを特定する機能部である。ブランク期間ＢＰは、リフレッシュレートＲｒに対応する動作周期ＶＴから表示動作期間を除いた期間であり、図７を用いて後述する通り、本実施の形態では垂直ブランキング期間ＶＢとなる。

【0054】

図３のようなアウトセル型の位置入力システムにおいては、液晶駆動部３２とセンサコントローラ３１とは、互いに独立して設計された別々の集積回路によって構成されており、駆動信号ＬＤ又はリフレッシュレートＲｒを取り出すための端子が液晶駆動部３２に設けられているとは限らない。そこで、動作周期取得部４４は、可能な場合には液晶駆動部３２から駆動信号ＬＤ又はリフレッシュレートＲｒの供給を受け、これらから動作周期ＶＴ及びブランク期間ＢＰを抽出する一方、液晶駆動部３２から駆動信号ＬＤ又はリフレッシュレートＲｒの供給を受けることが不可能な場合には、液晶ノイズＬＣＤｎｚを監視してその粗密を検出することによって動作周期ＶＴ及びブランク期間ＢＰを抽出する。

【0055】

指示体検出部４３は、動作周期取得部４４によって取得された動作周期ＶＴ及びブランク期間ＢＰに、未検出のスタイラス２を検出するための通信リソースを割り当て通信リソーステーブルＣＲＴｂｌに格納する。また、割り当てられた通信リソースで探索パターンＤ＿ＵＰを含むアップリンク信号ＵＳを動作周期毎に送信するための制御を行う。

【0056】

探索パターンＤ＿ＵＰは、スタイラス２に既知とされたビットパターンを含むデータであり、例えば、０あるいは１が連続するあるいは交互に繰り返されるデータである。探索パターンＤ＿ＵＰによる変調により生成されたアップリンク信号ＵＳが、これを検出するスタイラス２に同期の基準タイミングを与える信号であれば探索パターンＤ＿ＵＰのビット長あるいは内容は問わない。１ビットあるいは複数のビットを含む探索パターンＤ＿ＵＰが含まれたアップリンク信号ＵＳは、アップリンク信号ＵＳの受信時刻を基準時刻として即座にダウンリンク信号ＤＳを送信するよう、スタイラス２に指示する信号となる。

【0057】

指示体検出部４３は、動作周期取得部４４によって抽出された動作周期ＶＴ及びブランク期間ＢＰを示す動作モード情報等に基づいて、動作モード情報等に対して予め設定されている有限個のアップリンク信号ＵＳの送信周期（時間スロットＳ０の周期）の中から一の送信周期を決定するとしてもよい。こうして複数の動作周期ＶＴの中から決定されたアップリンク信号ＵＳの送信周期はブランク期間ＢＰに加えて通信リソーステーブルＣＲＴｂｌに格納される通信リソースの一つの構成要素となる。

【0058】

指示体検出部４３は、スタイラス２を検出した後は、既検出のスタイラス２に対して位置信号Ｄ＿ＤＰとデータ信号ＯＤ＿ＤＰとを送信する時間を割り当て、通信リソーステーブルＣＲＴｂｌに格納する。また、位置信号Ｄ＿ＤＰやデータ信号ＯＤ＿ＤＰなど送信すべきデータの内容と、これらの信号をスタイラス２が送信するタイミング（アップリンク信号ＵＳの受信時刻を基準とするタイミング）とをスタイラス２に指示するためのコマンドＣＣ＿ＵＰを含むアップリンク信号ＵＳを送信する。

【0059】

図４は、ある１つの液晶パネル３３における駆動信号ＬＤと液晶ノイズＬＣＤｎｚの関係の例を説明する図である。同図の上側の図は、下側に示す信号波形図の一部拡大図となっている。

【0060】

図４の信号波形図は、駆動信号ＬＤの一種である水平同期信号ＨＳＹＮＣと、この水平同期信号ＨＳＹＮＣを受けてセンサボード３４上で検出される液晶ノイズＬＣＤｎｚの波形の測定結果の一例である。同図において、横軸は時間を示し、縦軸は信号のレベルを示している。

【0061】

水平同期信号ＨＳＹＮＣは、典型的には帯状の映像ラインを液晶パネル３３上で表示する際の表示期間の開始及び終了を通知する信号であり、図４の上側の図に示すように、水平同期周期ＨＩで立ち上がりエッジＥ１と立ち下がりエッジＥ２とが繰り返し現れる信号となる。立ち上がりエッジＥ１は表示期間の開始を示し、立ち下がりエッジＥ２は表示期間の終了を示す。

【0062】

上述したように、駆動信号ＬＤの高周波成分は、センサボード３４にとっては液晶ノイズＬＣＤｎｚとなる。立ち上がりエッジＥ１及び立ち下がりエッジＥ２は水平同期信号ＨＳＹＮＣが高周波となるところであるから、これらのエッジに伴って、図４の上側の図に示すように、液晶ノイズＬＣＤｎｚが発生する。より具体的に言えば、立ち上がりエッジＥ１及び立ち下がりエッジＥ２のそれぞれから任意のノイズ期間ＮＤにわたり、液晶ノイズＬＣＤｎｚが大きい状態が継続する。これに対し、隣接するノイズ期間ＮＤの間の時間、すなわち図示したノイズフリー期間ＮＦにおいては、液晶ノイズＬＣＤｎｚのレベルは無視できるほど小さくなる。

【0063】

水平同期周期ＨＩは可変であり、図４の下側の図に示すように、大きく分けて長い場合と短い場合とがある。これは、液晶パネル３３の一部に非表示エリアが設けられることによるものである。以下、この点について、図５を参照しながら詳しく説明する。

【0064】

図５は、液晶パネル３３の表示面を示す図である。同図の外枠は表示面の全体を示しており、破線枠は有効に映像が表示されることになる表示エリアＤＡを示している。表示面の外縁と表示エリアＤＡの間の領域は、表示面内であっても実際に映像が表示されることのない非表示エリアとなる。図５には、このうち表示エリアＤＡの上下に位置する部分を、垂直方向非表示エリアＮＤＡとして特にハッチングで示している。少なくとも現在製造されている液晶パネル３３においては、このような非表示エリアが不可避的に発生する。水平同期周期ＨＩは、液晶駆動部３２が表示エリアＤＡに対応する水平同期信号ＨＳＹＮＣを生成しているときに相対的に短くなり、液晶駆動部３２が垂直方向非表示エリアＮＤＡに対応する水平同期信号ＨＳＹＮＣを生成している間（垂直ブランキング期間ＶＢ(Vertical Blanking)）に相対的に長くなる。

【0065】

図４の例に示す液晶パネル３３の例では、ノイズフリー期間ＮＦは、液晶駆動部３２が表示エリアＤＡに対応する水平同期信号ＨＳＹＮＣを生成している間に相対的に短くなり（図示したノイズフリー期間ＮＦ＿Ｄｅｎｓｅ）、液晶駆動部３２が垂直方向非表示エリアＮＤＡに対応する水平同期信号ＨＳＹＮＣを生成している間（垂直ブランキング期間ＶＢ）に相対的に長くなっている（図示したノイズフリー期間ＮＦ＿Ｓｐａｒｓｅ）。このような液晶パネル３３では、１画像フレーム期間の間に、液晶ノイズＬＣＤｎｚの発生頻度が相対的に大きいノイズ期間ＮＰ（表示動作期間）と、少なくとも１つのブランク期間ＢＰ（液晶ノイズＬＣＤｎｚの発生頻度が相対的に小さい期間）とが存在することになる。

【0066】

ここで、図４の液晶パネル３３の例では、ブランク期間ＢＰにおける水平同期信号ＨＳＹＮＣのレベルは概ね高（Ｈｉｇｈ）の状態となっている。しかし、これはあくまで一例であって、ブランク期間ＢＰにおける水平同期信号ＨＳＹＮＣのレベルが低（Ｌｏｗ）の状態となる例も存在する。

【0067】

図６は、そのような例における駆動信号ＬＤと液晶ノイズＬＣＤｎｚの関係を説明する図である。この例でも、図４の例と同様、ノイズフリー期間ＮＦが表示エリアＤＡに対応するノイズフリー期間ＮＦ＿Ｄｅｎｓｅとなる期間と、ノイズフリー期間ＮＦが垂直方向非表示エリアＮＤＡに対応するノイズフリー期間ＮＦ＿Ｓｐａｒｓｅとなる期間とが、時間軸上に見て交互に現れる。後者は、液晶ノイズＬＣＤｎｚが相対的に小さいブランク期間ＢＰに対応する。そして、このブランク期間ＢＰ内における水平同期信号ＨＳＹＮＣのレベルは、図６に示すように低（Ｌｏｗ）となっている。

【0068】

このように、液晶パネル３３の種類に応じて駆動信号ＬＤの特性は異なるが、センサボード３４で検出される液晶ノイズＬＣＤｎｚには、リフレッシュレートＲｒの周期の中に相対的に密にノイズが発生するノイズ期間ＮＰと、相対的に疎にノイズが発生するブランク期間ＢＰとが存在する。また、リフレッシュレートＲｒの周期の中に、垂直ブランキング期間ＶＢに対応するブランク期間ＢＰが少なくとも１つは存在すると期待される。ここで、このブランク期間ＢＰの発生間隔及び持続時間は、液晶パネル３３に現在設定されているリフレッシュレートＲｒに応じて異なるものとなる。

【0069】

以下の説明では、動作周期取得部４４は、液晶駆動部３２からリフレッシュレートＲｒの供給を受け、供給されたリフレッシュレートＲｒに基づいて記憶された複数の動作周期ＶＴのうちの一つを選択するよう構成される。そして、指示体検出部４３は、上述したように予め複数のアップリンク信号ＵＳの送信周期を記憶しており、その中の一つを、動作周期取得部４４によって選択された動作周期ＶＴに応じて選択する。そして、選択した送信周期により、アップリンク信号ＵＳの送信を行う。

【0070】

図７は、液晶パネル３３のリフレッシュレートＲｒと、アップリンク信号ＵＳの送信周期との関係を示す図である。

【0071】

図７に示す期間Ｔ＿Ｒｒ１は、液晶パネル３３のリフレッシュレートＲｒが第１のレート６０Ｈｚ（６０ｐ）である期間である。この期間内における液晶パネル３３の動作周期ＶＴは、第１の動作周期ＶＴ１となる。第１の動作周期ＶＴ１の具体的な値は第１のレートの逆数であり、例えば第１のレートが６０Ｈｚである場合には約１６．７ｍｓｅｃとなる。画像Ｐ１〜Ｐ４は、この期間内に表示される画像を示している。また、図７に示す期間Ｔ＿Ｒｒ２は、液晶パネル３３のリフレッシュレートＲｒが例えば第２のレート４８Ｈｚ（４８ｐ）である期間である。この期間内における液晶パネル３３の動作周期ＶＴは、第２の動作周期ＶＴ２となる。第２の動作周期ＶＴ２の具体的な値は第２のレートの逆数であり、例えば第２のレートが４８Ｈｚである場合には約２０ｍｓｅｃとなる。画像Ｐ１１〜Ｐ１３は、この期間内に表示される画像を示している。

【0072】

図７から理解されるように、液晶パネル３３上に表示される画像は、液晶パネル３３の動作周期ＶＴに等しい周期で更新される。また、画像が更新される都度、液晶ノイズＬＣＤｎｚの発生間隔が疎となるブランク期間ＢＰが少なくとも１回は現れる。同図では、画像Ｐ１〜Ｐ４，Ｐ１１〜Ｐ１３のそれぞれに対応するブランク期間ＢＰを、ブランク期間ＢＰ１〜ＢＰ４，ＢＰ１１〜ＢＰ１３として図示している。

【0073】

図７の下側に示す通信リソーステーブルＣＲＴｂｌは、動作周期ＶＴとアップリンク信号ＵＳの送信タイミングとの関係を示している。通信リソーステーブルＣＲＴｂｌにおいて、横方向は時間スロット（ただし、一部分のみを模式的に記載）を、縦方向は通信周波数を示している。

【0074】

センサコントローラ３１は、スタイラス２を検出するために、図示した送信タイミング７００でアップリンク信号ＵＳを送信するよう構成される。図７に示す例では、送信タイミング７００は各動作周期ＶＴのうちブランク期間ＢＰが存在している時間スロットＳ０を用いて送信され、したがって、アップリンク信号ＵＳの送信周期は動作周期ＶＴと等しくなる。例えば、動作周期ＶＴが第１の動作周期ＶＴ１（例えば約１６．７ｍｓｅｃ）となる期間Ｔ＿Ｒｒ１ではアップリンク信号ＵＳの送信周期もＶＴ１（例えば約１６．７ｍｓｅｃ）となり、動作周期ＶＴが第２の動作周期ＶＴ２（例えば約２０ｍｓｅｃ）となる期間Ｔ＿Ｒｒ２ではアップリンク信号ＵＳの送信周期もＶＴ２（例えば約２５ｍｓｅｃ）となる。図示していないが、動作周期ＶＴがさらに短くなるようなリフレッシュレートＲｒが設定される場合（例えば、１２０Ｈｚや２４０Ｈｚ）には、それに応じて、アップリンク信号ＵＳの送信周期もより短い値となる。

【0075】

図７において期間Ｔ＿Ｒｒ１と期間Ｔ＿Ｒｒ２の間に示す期間Ｔ＿Ｒｒ＿ｃｈｎｇは、リフレッシュレートＲｒを第１のレートから第２のレートに変更するために必要となる時間を示している。なお、このようなリフレッシュレートＲｒ（描画タイミングの周期）の変更は、例えば液晶パネル３３の動作モードが省電力モード等に変更された場合や、より滑らかな表示を行うために画像フレームの生成レートｆｐｓを上げ、リフレッシュレートＲｒを１２０Ｈｚや２４０Ｈｚ等に上げた場合などに発生する。

【0076】

図８は、液晶パネル３３の動作周期ＶＴと位置入力システム１における送信あるいは受信動作に割り振られる通信のリソースを示す通信リソーステーブルＣＲＴｂｌの例を示す図である。同図の例では、通信リソースは、周波数ｆ０、ｆ１、ｆ２と、例として２０個の時間スロットＳ０〜Ｓ１９で管理されている。このスロット数は動作周期ＶＴによって変化する。

【0077】

図８は、スタイラス２を検出するための探索パターンを含むアップリンク信号ＵＳの送信タイミング７００、未検出のスタイラス２がアップリンク信号ＵＳに応答するための応答タイミング７１９、既検出のスタイラス２が位置信号Ｄ＿ＤＰや操作状態データＯＤを含むデータ信号ＯＤ＿ＤＰを送信するための送信タイミング７０１，７０２を示している。

【0078】

図８や図７に示すように、アップリンク信号ＵＳの送信タイミング７００は、ブランク期間ＢＰ内の時間スロットＳ０に付与される。送信タイミング７００が付与される周期（アップリンク信号ＵＳの送信周期）は、液晶パネル３３のリフレッシュレートＲｒに依存して変化し、また、少なくとも１つのブランク期間ＢＰに合致するようにセンサコントローラ３１の起動後あるいはリセット後に一回決定される。センサコントローラ３１は、リフレッシュレートＲｒの周期毎にブランク期間ＢＰに該当する時間スロットＳ０で、スタイラス２を検出するまでの間、探索パターンＤ＿ＵＰを含むアップリンク信号ＵＳの送信を行うことになる。

【0079】

応答タイミング７１９は、スタイラス２が探索パターンＤ＿ＵＰを含むアップリンク信号ＵＳを検出した後、このアップリンク信号ＵＳを基準時刻としてその直後に応答するためのタイミングである。アップリンク信号ＵＳが送信される直後の時間スロットＳ１に付与されるのは、応答タイミング７１９がブランク期間ＢＰに含まれるようにするためである。

【0080】

センサコントローラ３１が未だ検出していないスタイラス２は、時間スロットＳ０でアップリンク信号ＵＳを受信すると、そのアップリンク信号ＵＳへの応答信号として、自己の存在を示すためのダウンリンク信号ＤＳである位置信号Ｄ＿ＤＰを直後の時間スロットＳ１で送信する。

【0081】

応答タイミング７１９をアップリンク信号ＵＳが送信される時間スロットＳ０に連続する直後の時間スロットＳ１に固定的に設定することで、応答信号が時間スロットＳ０と同じブランク期間ＢＰ内に位置するように、ダウンリンク信号ＤＳの送信を誘導することができる。これにより、定期的にアップリンク信号ＵＳを送信し、ダウンリンク信号ＤＳを検出することによりスタイラス２を検出するセンサコントローラ３１において、スタイラス２がペンダウン操作されている操作パネル３５に接触するまでの間にできるだけ早く、液晶ノイズＬＣＤｎｚの影響を受けない期間にダウンリンク信号ＤＳを得ることができる。尚、スタイラス２でのアップリンク信号ＵＳの検出に液晶ノイズＬＣＤｎｚが影響を受けない場合には、送信タイミング７０１のみがブランク期間ＢＰに含まれるようにしてもよい。

【0082】

送信タイミング７０１は、既に検出されたスタイラス２（２Ｂ）に対してコマンドＣＣ＿ＵＰによって、アップリンク信号ＵＳを基準時刻（Ｓ０）として明示的に指定された時間である時間スロットＳ２，Ｓ４と使用周波数ｆ１とを示している。送信タイミング７０２は、既に検出されたスタイラス２（２Ｃ）に対してコマンドＣＣ＿ＵＰによって明示的に指定された時間スロットＳ３，Ｓ５と使用周波数ｆ２とを示している。時間スロットＳ０〜Ｓ１９の２０個の時間スロットのうち、なるべくアップリンク信号ＵＳが送信される時間に近い前方の時間スロットが利用されているのは、ブランク期間が動作周期ＶＴのなかで１つしか得られないときであっても、できる限りブランク期間ＢＰに含まれる可能性のある時間にスタイラス２からのダウンリンク信号ＤＳを行うように制御するためである。

【0083】

コマンドＣＣ＿ＵＰは、データ信号ＯＤ＿ＤＰを時間スロットＳ２に、位置信号Ｄ＿ＤＰを時間スロットＳ４にするなど、送信される信号の種別を含むとしても良い。

【0084】

１動作周期ＶＴの中に複数のブランク期間ＢＰが存在する場合には、少なくとも１つのブランク期間にアップリンク信号ＵＳを送信してダウンリンク信号ＤＳの応答を待ち、他のブランク期間にデータ信号ＯＤ＿ＤＰが送信されるようにコマンドＣＣ＿ＵＰを送信するとしてもよい。

【0085】

以上説明したように、本実施の形態による位置入力システム１、センサコントローラ３１、及びスタイラス２、並びに、これらによって実行される方法によれば、センサコントローラ３１が液晶パネル３３の現在の動作周期ＶＴを取得しているので、センサコントローラ３１からスタイラス２に対し、取得した動作周期ＶＴに対応する同期の基準となるアップリンク信号ＵＳを送信することが可能になり、したがって、アップリンク信号ＵＳを同期の基準時刻として指定されたタイミングでダウンリンク信号ＤＳを返信するスタイラス２に対し、液晶パネル３３の状態に応じた信号の好ましい送信タイミングを伝えることが可能になる。特に、ペンダウン操作されているスタイラス２から送信された信号を早期かつ液晶パネル３３の動作に影響されない期間に検出することが可能となる。

【0086】

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態による位置入力システム１と第１の実施の形態による位置入力システム１の主要な相違点は、センサボード３４の行電極群４５を液晶パネル３３の共通電極と共用している点、すなわち、いわゆるインセル式のセンサボード３４（あるいは液晶パネル３３）を用いている点である。以下では、本実施の形態と第１の実施の形態と共通する構成については同一の符号を付して説明を省略し、第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。

【0087】

図９は、本実施の形態による液晶パネル３３兼センサボード３４の構造を示す模式図である。図９（ａ）に示すように、液晶パネル３３兼センサボード３４においては、液晶層５０の上面に行電極群４５が形成される。行電極群４５は、図９（ｂ）に示すように、それぞれＹ方向（液晶パネル３３の表示面内の一方向）に延在する複数の行電極４５ａ〜４５ｃによって構成される。なお、ここでは３つの行電極４５ａ〜４５ｃを例示しているが、実際の行電極群４５はより多くの行電極により構成される。

【0088】

行電極群４５は、第１の実施の形態で説明したように、スタイラス２に向けて信号を送信する際及び指タッチを検出する際には送信電極（Ｔｘ）となり、スタイラス２からの信号を受信する際には受信電極（Ｒｘ）となる。また、行電極群４５は液晶パネル３３の共通電極を兼ねており、液晶パネル３３の駆動の際には、行電極群４５に固定電位Ｖｃｏｍが供給される。行電極群４５の以上の３つの役割、すなわち、送信電極（Ｔｘ）としての役割、受信電極（Ｒｘ）としての役割、及び、液晶パネル３３の共通電極（Ｖｃｏｍ）としての役割は、時分割で実現される。

【0089】

行電極群４５の上層には、図示しない透明絶縁層を介してカラーフィルターガラス５１が配置され、その上面には列電極群４６が配置される。列電極群４６は、図９（ｂ）に示すように、それぞれＸ方向（液晶パネル３３の表示面内でＹ方向と直交する方向）に延在する複数の列電極４６ａ〜４６ｃによって構成される。なお、ここでは３つの列電極４６ａ〜４６ｃを例示しているが、実際の列電極群４６はより多くの列電極により構成される。列電極群４６は液晶パネル３３の電極を兼ねておらず、第１の実施の形態で説明した列電極群４６と同様、常に受信電極（Ｒｘ）として機能する。列電極群４６の上層には、図示しない透明絶縁層を介して、偏光板５２が配置される。

【0090】

図１０は、本実施の形態による電子機器３に設けられる制御装置６０の機能ブロックを示す略ブロック図である。同図と図３を比較すると理解されるように、本実施の形態による電子機器３では、第１の実施の形態では別々に設けられていたセンサコントローラ３１、液晶駆動部３２、及び電子機器制御部３０が１つの制御装置６０として実装される。

【0091】

制御装置６０は、第１の実施の形態で説明した発振部４０、送信部４１、及び受信部４２に加え、制御部６１及び指示体検出部６２を有して構成される。制御部６１は、まず、第１の実施の形態で説明した電子機器制御部３０及び液晶駆動部３２の機能を有している。すなわち、例えば図示しない記憶媒体に記録された映像信号を再生することによって得られるビデオ信号Ｖに基づいて上述した駆動信号ＬＤを生成し、液晶パネル３３に供給する機能を有している。

【0092】

制御部６１はまた、第１の実施の形態で説明した動作周期取得部４４としての機能も有している。具体的には、液晶パネル３３の制御の周期を示す動作周期ＶＴと、液晶ノイズＬＣＤｎｚの出現頻度が小さくなる期間であるブランク期間ＢＰａとを抽出する機能を有している。ただし、動作周期取得部４４とは異なり制御部６１は自身で駆動信号ＬＤを生成しているため、動作周期ＶＴ及びブランク期間ＢＰａを抽出する処理は内部で完結し、液晶ノイズＬＣＤｎｚを監視する必要はない。

【0093】

ここで、本実施の形態によるブランク期間ＢＰａは、第１の実施の形態によるブランク期間ＢＰとは異なる期間である。すなわち、図５を参照して説明したように、第１の実施の形態によるブランク期間ＢＰは、液晶駆動部３２が垂直方向非表示エリアＮＤＡに対応する駆動信号ＬＤを生成している期間であり、垂直ブランキング期間ＶＢに対応する期間であった。

【0094】

これに対し、本実施の形態によるブランク期間ＢＰａは、水平帰線期間ＨＢ(Horizontal Blanking)の後半部分、すなわち、駆動対象の画素を画面の右端から左端に戻す期間に、画素の駆動処理が行われない期間である。ブランク期間ＢＰａはブランク期間ＢＰに比して非常に短い時間であるため、センサコントローラ３１と液晶駆動部３２とが分離したＩＣで実現されるアウトセル型のシステムのセンサボード３４を用いる第１の実施の形態では有効に活用できなかったが、センサコントローラ３１と液晶駆動部３２とが一体の集積回路で構成され、厳密に動作タイミングを調整することができるインセル型のシステム（あるいはオンセル型のシステム）のセンサボード３４を用いる本実施の形態では有効に活用することができる。詳しくは後述するが、ブランク期間ＢＰａはその性質上、１動作周期ＶＴ内に繰り返し何度も出現する。本実施の形態では、こうして何度も現れるブランク期間ＢＰａのそれぞれをリフレッシュレートＲｒの周期のうちに発生するブランク期間ＢＰに見立てて、センサコントローラとしての制御装置６０とスタイラス２の間の通信を実現する。

【0095】

図１１（ａ）は、本実施の形態によるブランク期間ＢＰａの配置例の一例を示す図である。動作周期ＶＴは、図７にも示したように１つの画像フレームの表示が実行される時間（画像フレーム時間）に対応しており、図１１（ａ）に示すように、パルス信号である映像同期信号Ｖｓｙｎｃの活性化とともに開始するよう構成される。図１１（ａ）の例では、動作周期ＶＴ内に第１の個数（５２５個）の水平帰線期間ＨＢが含まれており、それぞれの水平帰線期間ＨＢの後半部分がブランク期間ＢＰａとして利用できる。したがって、１動作周期ＶＴ内に５２５個のブランク期間ＢＰａが離散して等間隔で配置される。ブランク期間ＢＰａでないタイミングでは、画素を駆動する必要があるため、行電極群４５の電位が上述した固定電位Ｖｃｏｍに固定される。したがって、指タッチの検出、スタイラス２に向けての信号の送信、スタイラス２からの信号の受信等の目的で行電極群４５を使用することはできない。一方、ブランク期間ＢＰａにおいては、行電極群４５の電位は特に固定されない。そこで制御装置６０は、ブランク期間ＢＰａを利用して、指タッチの検出、スタイラス２に向けての信号の送信、スタイラス２からの信号の受信等、第１の実施の形態で説明したセンサコントローラ３１としての動作を実行するよう構成される。尚、１動作周期ＶＴ内におけるブランク期間ＢＰａの数や配置方法には、ＱＨＤ〜ＦｕｌｌＨＤ等高解像度対応になるにつれて増えることもあれば、逆にブランク期間ＢＰａを数十個に集約したものなど、様々なものが存在し得る。

【0096】

図１０に戻る。制御部６１は、複数の規定の動作周期ＶＴと複数の規定のブランク期間ＢＰａの配置方法とを予め記憶しており、駆動信号ＬＤの生成を行うにあたり、それぞれを１つずつ選択する。具体的な例を挙げると、動作周期ＶＴとして６０Ｈｚ、４８Ｈｚの２種類を予め記憶しており、液晶パネル３３がＡＣ電源に接続されている場合には６０Ｈｚ、液晶パネル３３がバッテリ駆動されている場合には４８Ｈｚを選択する。このように、バッテリ駆動の場合に動作周期ＶＴを下げるのは、消費電力を小さくするためである。また、ブランク期間ＢＰａの配置方法として、１動作周期ＶＴ内に第１の個数（例えば５２５個）のブランク期間ＢＰａを配置する配置方法と、１動作周期ＶＴ内に第２の個数（第１の個数とは異なる個数）のブランク期間ＢＰａを配置する配置方法とを記憶しており、液晶パネル３３の種類等に応じてこれらのうちのいずれかを選択する。制御部６１は、選択した動作周期ＶＴ及びブランク期間ＢＰａの配置方法に応じて駆動信号ＬＤを生成するとともに、選択した動作周期ＶＴ及びブランク期間ＢＰａの配置方法を指示体検出部６２に供給する。

【0097】

指示体検出部６２は、動作周期ＶＴの中に含まれるこれら複数の個数のブランク期間ＢＰａを利用して、指タッチの検出、スタイラス２に向けての信号の送信、スタイラス２からの信号の受信を行う。指示体検出部６２は、これらの１つのセットの処理を１動作周期ＶＴの単位で繰り返し行うよう構成される。

【0098】

図１１（ｂ）（ｃ）は、１動作周期ＶＴ内に第１の個数Ｌ１（例としてＬ１＝５２５）個のブランク期間ＢＰａが配置される場合における、指示体検出部６２によるブランク期間ＢＰａの使い方の例を示す図である。図１１（ｂ）（ｃ）には、第１の個数Ｌ１個のブランク期間ＢＰａの個々にそれぞれ対応する時間Ｔ１〜Ｔ５２５と各ブランク時間内で行われる通信を図示している。図１１（ｂ）は、スタイラス２を検出するまでについての例を示し、図１１（ｃ）は、スタイラス２が検出された後のＮ個の位置信号Ｄ＿ＤＰとＭ個のデータ信号ＯＤ＿ＤＰの送信の割り当てを示している。

【0099】

まずスタイラス２が未検出である場合、図１１（ｂ）に示すように、指示体検出部６２は複数の時間Ｔ１，Ｔ１２９，Ｔ２５７，・・・，Ｔ５１３で探索パターンＤ＿ＵＰが含まれたアップリンク信号ＵＳを送信する。この探索パターンＤ＿ＵＰには、これを受信したスタイラス２が動作周期ＶＴの基準時刻を得ることができるように何回目の探索パターンなのかを示すシーケンス番号が含まれる。

【0100】

図１２は、このように構成されたアップリンク信号ＵＳの構成例を示す図である。同図の例によるアップリンク信号ＵＳは、先頭から順に、２つの補助アップリンク信号ＵＳｓｕｂと、３つのコマンド信号ＣＣ０〜ＣＣ２と、コマンド信号ＣＣ０〜ＣＣ２から生成される巡回冗長符号ＣＲＣとを含んで構成される。

【0101】

１つの補助アップリンク信号ＵＳｓｕｂは、スタイラス２に対して予め既知とされている１ビットの探索パターンＤ＿ＵＰを含む信号である。複数ビットの探索パターンＤ＿ＵＰあるいはコマンドＣＣ＿ＵＰを含むアップリンク信号ＵＳは、第１の実施の形態と同様に現在の液晶パネル３３の動作周期ＶＴに対応する同期の基準となるアップリンク信号ＵＳであり、補助アップリンク信号ＵＳｓｕｂは複数存在する個々のブランク期間ＢＰａの個々の時刻と個々のブランク期間ＢＰａにおけるダウンリンク信号ＤＳの送信タイミングをスタイラス２に通知する役割を果たす。これは液晶駆動の状況によって異なることとなるブランク期間ＢＰａの個々のパターンを事前にスタイラス２と共有する必要なくスタイラス２に通知するためである。１つの補助アップリンク信号ＵＳｓｕｂは、アップリンク信号ＵＳに比して短い時間の信号であり１つのブランク期間ＢＰａにおいてダウンリンク信号ＤＳを受信することが可能となる。

【0102】

第２の実施の形態のブランク期間ＢＰａは第１の実施の形態のブランク期間ＢＰに比して短い時間であるが、補助アップリンク信号ＵＳｓｕｂは１ビット分の時間長の信号であるため、この補助アップリンク信号ＵＳｓｕｂに応答してスタイラス２がダウンリンク信号ＤＳを送信する時間が１つのブランク期間ＢＰａの内に確保できるようにしている。

【0103】

尚、補助アップリンク信号ＵＳｓｕｂは、所定チップ数の拡散符号により生成された信号の周波数が拡散された状態で送信される。スタイラス２は、こうして送信された既知の拡散符号に対して相関処理を実行することにより、補助アップリンク信号ＵＳｓｕｂの到来を検出するよう構成される。補助アップリンク信号ＵＳｓｕｂを２回送信しているのは、スタイラス２が、動作周期ＶＴのフレームを識別するためのアップリンク信号と、個々のブランク期間ＢＰａを示すための補助アップリンク信号ＵＳｓｕｂとを区別できるようにするためである。

【0104】

コマンド信号ＣＣ０〜ＣＣ２は、スタイラス２に対して通知するコマンドＣＣ＿ＵＰを示す信号である。図１２には示していないが、コマンド信号ＣＣ０〜ＣＣ２も、補助アップリンク信号ＵＳｓｕｂと同様に所定チップ数の拡散符号により拡散された状態で送信される。なお、コマンド信号ＣＣ０〜ＣＣ２それぞれにより示される情報量は、拡散符号の使い方によって異なる。例えば、拡散符号の反転／非反転により１ビットを示す場合には、コマンド信号ＣＣ０〜ＣＣ２はそれぞれ１ビットの情報となる。一方、拡散符号を巡回シフトして用いる場合には、コマンド信号ＣＣ０〜ＣＣ２のそれぞれにより、より多くのビット数を表すことができる。いずれの場合であっても、スタイラス２は受信される可能性のある拡散符号をすべて予め記憶しており、そのそれぞれと受信信号との相関処理を実行することにより、コマンド信号ＣＣ０〜ＣＣ２を受信するよう構成される。コマンド信号ＣＣ０〜ＣＣ２により通知されるコマンドＣＣ＿ＵＰには、動作周期ＶＴ（例えば４８Ｈｚ又は６０Ｈｚ）を示す情報、ブランク期間ＢＰａの配置方法（例えば１動作周期内に第１の個数か第２の個数か）を示す情報、スタイラス２から制御装置６０に対して送るべきデータ（第１の実施の形態で説明した操作状態データＯＤ及び構成データＣＤのうち制御装置６０が必要とするもの）を示す情報、スタイラス２がデータの送信に使用すべきブランク期間ＢＰａを示す情報等が含まれる。

【0105】

巡回冗長符号ＣＲＣは、コマンド信号ＣＣ０〜ＣＣ２により示されるデータを数値とみなし、所定の定数で割った余りを示す符号である。

【0106】

図１１（ｂ）に戻る。スタイラス２が未検出である場合、時間Ｔ１，Ｔ１２９，・・・，Ｔ５１３以外の時間Ｔ２〜Ｔ１２８等では、指示体検出部６２は補助アップリンク信号ＵＳｓｕｂの送信を行う。ここで送信される補助アップリンク信号ＵＳｓｕｂの内容は、図１４を参照して説明したアップリンク信号ＵＳ内の補助アップリンク信号ＵＳｓｕｂと同一である。図示していないが、指示体検出部６２は、このような単体の補助アップリンク信号ＵＳｓｕｂの送信を、スタイラス２の検出後も含め、すべての時間の先頭において少なくとも１回行う。このようにアップリンク信号ＵＳと補助アップリンク信号ＵＳｓｕｂとを組み合わせて送信することで、アップリンク信号ＵＳによりスタイラス２に対しコマンドＣＣ＿ＵＰを伝えつつも、補助アップリンク信号ＵＳｓｕｂを受信したスタイラス２から位置信号Ｄ＿ＤＰを早期に受信することで制御装置６０がスタイラス２をできる限り早く検出することができる。

【0107】

補助アップリンク信号ＵＳｓｕｂを受信したスタイラス２は、早期に制御装置６０に自身の存在を知らせるための位置信号Ｄ＿ＤＰを送信する。スタイラス２から位置信号Ｄ＿ＤＰを受信した指示体検出部６２は、スタイラス２を検出済とし、それ以降の各時間の使用方法を図１１（ｃ）のように変更する。具体的には、１フレームの最初に位置する時間Ｔ１のみを、上述したアップリンク信号ＵＳを送信する「第１のブランク期間」として使用し、それ以外の時間のうちの少なくとも１つを、スタイラス２がダウンリンク信号ＤＳを送信するための「第２のブランク期間」として使用する。図１１（ｃ）の例では、Ｌ１個のブランク期間のうち、「第２のブランク期間」として使用される時間は、時間Ｔ２〜Ｔ１２８，Ｔ１３０〜Ｔ２５６等である。より具体的に言えば、時間Ｔ２〜Ｔ５のＮ１個の時間，Ｔ１３０〜Ｔ１３３のＮ２個の時間等を合計したＮ個の時間はスタイラス２が位置信号Ｄ＿ＤＰを送信するために使用される。また、時間Ｔ６〜Ｔ１２８のＭ１個、Ｔ１３４〜Ｔ２５６のＭ２個の時間等を合計したＭ個の時間は、スタイラス２が操作状態データＯＤ等を含むデータ信号ＯＤ＿ＤＰを送信するために使用される。以下では、Ｍ個の時間中のｍ番目（ｍは１〜４９２の整数）の時間内に送信されるデータ信号ＯＤ＿ＤＰを、図１１（ｃ）にも示すようにデータ信号Ｄｍと表記する場合がある。その他の時間は指示体検出部６２が指タッチを検出するために使用される。

【0108】

図１３は、一例として時間Ｔ６においてスタイラス２がデータ信号ＯＤ＿ＤＰの送信を行う場合における、補助アップリンク信号ＵＳｓｕｂとダウンリンク信号ＤＳの例を示している。図示していないが、他の時間においてスタイラス２がデータ信号ＯＤ＿ＤＰの送信を行う場合も同様である。

【0109】

図１３に示すように、時間Ｔ６の先頭では、探索パターンＤ＿ＵＰ１ビットを含む補助アップリンク信号ＵＳｓｕｂが一度、指示体検出部６２により送信される。スタイラス２は、この１回の補助アップリンク信号ＵＳｓｕｂの受信に応じて、このブランク期間ＢＰａの残余の時間にデータ信号ＯＤ＿ＤＰの送信を開始する。例えば、１度に４ビットのデータｄａｔａ１〜ｄａｔａ４が送信される。

【0110】

図１１に戻る。図１１（ｃ）の例では、データ信号ＯＤ＿ＤＰを送信するための時間が４９２個確保されている。スタイラス２は、この４９２個の時間のうちのＭ１個において第１の種別のデータ（例えば構成データＣＤ）を送信する一方、Ｍ２個（Ｍ２≧０）において操作状態データＯＤを送信するよう構成される。以下、具体的な例を挙げて説明する。

【0111】

図１４（ａ）は、Ｍ１＝０、Ｍ２＝４９２とした例である。この例では、６つのデータ信号Ｄ１〜Ｄ３を用いて、図２に示した操作入力部２６のオンオフ状態を示す２ビット分のデータＳ１，Ｓ２と、筆圧Ｆを示すデータとが送信される。

【0112】

具体的に説明すると、操作入力部２６のオンオフ状態を示すデータＳ１が、データ信号Ｄ１のデータｄａｔａ３及びｄａｔａ４を用いて送信される。これにより、１動作周期ＶＴ内で２度にわたり操作入力部２６のオンオフ状態が制御装置６０に通知されることになるが、これは冗長性を持たせるための構成である。筆圧Ｆは、データ信号Ｄ２のデータｄａｔａ１〜ｄａｔａ４及びデータ信号Ｄ３のデータｄａｔａ１〜ｄａｔａ４を用いて送信される。

【0113】

ここで、図１４（ａ）に例示するように、１つの動作周期ＶＴ内において２回以上、スタイラス２から制御装置６０にデータＳ１及び筆圧Ｆを送信するようにしてもよい。これにより、制御装置６０は、より高い頻度でデータＳ１及び筆圧Ｆを受信することができるので、より高い精度でスタイラス２の筆跡の幅を再現することが可能になる。この場合において、データＳ１及び筆圧Ｆがそれぞれ等しい時間間隔で送信されることとなるよう、データＳ１及び筆圧Ｆの送信タイミングを設定することが好ましい。

【0114】

図１４（ｂ）は、Ｍ１＝５、Ｍ２＝２とした例である。この例では、データ信号Ｄ１〜Ｄ７のすべてを用いて、スタイラス識別子ＳＩＤ及び筆圧Ｆが送信される。

【0115】

具体的に説明すると、まずスタイラス識別子ＳＩＤについてはデータ信号Ｄ１〜Ｄ５を用いて送信されるが、データ量が多すぎて１動作周期ＶＴだけでは送信しきれないため、連続する複数の動作周期ＶＴにわたって送信される。一方、筆圧Ｆは、データ信号Ｄ６，Ｄ７を用いて送信される。これにより、この例では、動作周期ＶＴごとに一度、筆圧Ｆを示す８ビット分のデータが送信されることになる。

【0116】

ここで、スタイラス識別子ＳＩＤは、指示体検出部６２がスタイラス２を検出したときに１度送れば足りる情報である。したがって、スタイラス２は、指示体検出部６２によって検出された当初、図１４（ｂ）のように各時間を用いて一度スタイラス識別子ＳＩＤを送信した後は、データ信号Ｄ１〜Ｄ５も筆圧Ｆの送信に利用することが好ましい。こうすることで、一度制御装置６０に対してスタイラス識別子ＳＩＤを通知した後には、高い頻度で筆圧Ｆを送ることが可能になり、また、操作入力部２６のオンオフ状態やバッテリの状態を制御装置６０に通知することも可能になる。

【0117】

次に、本実施の形態による指示体検出部６２及びスタイラス２が行う処理について、それぞれの処理フロー図を参照しながら、再度より詳しく説明する。

【0118】

図１５は、指示体検出部６２が行う処理を示す処理フロー図である。この処理フローは、図１１（ｂ）（ｃ）に示したブランク期間ＢＰａの配置方法を前提としているが、他の配置方法を用いる場合も、各時間において行われる処理が入れ替わるだけで、他は同様である。

【0119】

指示体検出部６２はまず、液晶パネル３３の動作周期ＶＴ、動作周期ＶＴ内におけるブランク期間ＢＰａの配置方法を取得する（ステップＳ１）。そして、時間Ｔ１を用いて、取得した動作周期ＶＴ及びブランク期間ＢＰａの配置方法を示すコマンドＣＣ＿ＵＰを含むアップリンク信号ＵＳを送信する（ステップＳ２）。その後、次の時間Ｔ２において、補助アップリンク信号ＵＳｓｕｂを送信しつつ、行電極群４５及び列電極群４６を構成するすべての電極を用いて（全面スキャン）、未知のスタイラス２が送信する位置信号Ｄ＿ＤＰの検出を実行する（ステップＳ３）。

【0120】

指示体検出部６２は、位置信号Ｄ＿ＤＰを検出したか否かを判定し（ステップＳ４）、検出したと判定した場合にはペン検出フラグをセットする（ステップＳ５）とともに、検出した信号からスタイラス２の位置を分析する（ステップＳ６）。一方、ステップＳ３で検出していないと判定した場合には、ペン検出フラグをリセットする（ステップＳ７）。なお、ペン検出フラグは指示体検出部６２の内部フラグであり、スタイラス２が検出されている間にセット状態とされ、検出されていない間にはリセット状態とされる。

【0121】

ここまでで説明した各ステップのうちステップＳ２の処理は、スタイラス２が未検出の場合には、アップリンク信号ＵＳの送信に割り当てられた他の時間Ｔ１２９，Ｔ２５７，Ｔ３８５，Ｔ５１３においても、時間Ｔ１と同様に実行される。一方、スタイラス２が検出済の場合には、他の時間Ｔ１２９，Ｔ２５７，Ｔ３８５，Ｔ５１３では実行されない。また、ステップＳ３〜Ｓ６の処理は、位置信号Ｄ＿ＤＰの受信に割り当てられた他の時間Ｔ３〜Ｔ５，Ｔ１３０〜Ｔ１３３，Ｔ２５８〜Ｔ２６２，Ｔ３８６〜Ｔ３８９においても、時間Ｔ２と同様に実行される。

【0122】

時間Ｔ６では、指示体検出部６２はまずペン検出フラグを確認し（ステップＳ８）、セットされていれば（すなわち、スタイラス２が検出されていれば）、データ受信処理を行う（ステップＳ９）。一方、ペン検出フラグがリセットされていれば、補助アップリンク信号ＵＳｓｕｂの送信のみを行う（ステップＳ１０）。

【0123】

図１６は、ステップＳ９で実行されるデータ受信処理の詳細を示す処理フロー図である。同図に示すように、指示体検出部６２はまず、補助アップリンク信号ＵＳｓｕｂを送信しつつ、行電極群４５及び列電極群４６のうちステップＳ６で検出した位置近傍の電極のみを利用して（ローカルスキャン）、データ信号ＯＤ＿ＤＰの検出を実行する（ステップＳ２０）。そして、その結果として何らかの信号を検出したか否かを判定し（ステップＳ２１）、検出したと判定した場合には、検出した信号を復調することによりスタイラス２が送信したデータを取得したうえで（ステップＳ２２）、データ受信処理を終了する。一方、検出していないと判定した場合には、特に処理を行わずにデータ受信処理を終了する。

【0124】

図１５に戻る。ステップＳ８〜Ｓ１０の処理は、データ信号ＯＤ＿ＤＰの受信に割り当てられた他の時間Ｔ６〜Ｔ１２８，Ｔ１３４〜Ｔ２５６，Ｔ２６２〜Ｔ３８４，Ｔ３９０〜Ｔ５１２のうちデータ信号ＯＤ＿ＤＰの受信のために実際に使用されるものにおいても、時間Ｔ６と同様に実行される。

【0125】

時間Ｔ５１４では、指示体検出部６２は、行電極群４５及び列電極群４６を構成するすべての電極を用いて（全面スキャン）指タッチの検出を行う（ステップＳ１１）。

【0126】

指示体検出部６２は、ステップＳ１１の全面スキャンによって指タッチの信号を検出したか否かを判定し（ステップＳ１２）、検出したと判定した場合には、検出した信号から指の位置を分析する（ステップＳ１３）。一方、ステップＳ１２で検出していないと判定した場合には、特に処理を行わず次の時間に処理を移行する。

【0127】

ステップＳ１１〜Ｓ１３の処理は、指の検出に割り当てられた他の時間Ｔ５１３〜Ｔ５２５においても、時間Ｔ５１４と同様に実行される。

【0128】

このように、指示体検出部６２は、図１１に示される時間Ｔ１〜Ｔ５２５の順で、それぞれの時間に割り当てられた処理を繰り返し行う。また、新たな動作周期ＶＴに入った場合には、ステップＳ１からの処理を繰り返す。これにより、動作周期ＶＴ及びブランク期間ＢＰａの配置方法の取得、アップリンク信号ＵＳの送信、スタイラス２の検出及び位置導出、スタイラス２が送信したデータ信号ＯＤ＿ＤＰの受信、及び指タッチの検出と位置導出が時分割で繰り返されることになる。

【0129】

図１７は、スタイラス２が行う処理を示す処理フロー図である。同図に示すように、スタイラス２はまず、補助アップリンク信号ＵＳｓｕｂのセンシングを行い（ステップＳ３０）、それによって補助アップリンク信号ＵＳｓｕｂを検出したか否かを判定する（ステップＳ３１）。スタイラス２は、ステップＳ３０，Ｓ３１の処理を、電源が入っている間、繰り返し実行する。

【0130】

ステップＳ３１で補助アップリンク信号ＵＳｓｕｂを検出したと判定した場合、スタイラス２は、続けて探索パターンＤ＿ＵＰを含むアップリンク信号ＵＳのセンシングを行い（ステップＳ３２）、それによってアップリンク信号ＵＳを検出したか否かを判定する（ステップＳ３３）。この処理は要するに、ステップＳ３０で検出した補助アップリンク信号ＵＳｓｕｂが単体で送信されたものか、アップリンク信号ＵＳの一部である（図１２参照）かを判定する処理である。ステップＳ３３でアップリンク信号ＵＳを検出していないと判定した場合には、ステップＳ３０に戻り、次の補助アップリンク信号ＵＳｓｕｂのセンシングを行う。

【0131】

ステップＳ３３でアップリンク信号ＵＳを検出したと判定した場合、スタイラス２は次に、検出したアップリンク信号ＵＳ内に含まれるコマンドＣＣ＿ＵＰを分析し、その結果に基づいてダウンリンクパラメータを更新する（ステップＳ３４）。ダウンリンクパラメータとは、要するに、上述したコマンド内に含まれる各種の情報、すなわち、動作周期ＶＴ（例えば４８Ｈｚ又は６０Ｈｚ）を示す情報、ブランク期間ＢＰａの配置方法（例えば１動作周期内に第１の個数か第２の個数か）を示す情報、スタイラス２から制御装置６０に対して送るべきデータ（第１の実施の形態で説明した操作状態データＯＤ及び構成データＣＤのうち制御装置６０が必要とするもの）を示す情報、スタイラス２がデータの送信に使用すべきブランク期間ＢＰａを示す情報等であり、スタイラス２は、受信したダウンリンクパラメータを、次に新たなダウンリンクパラメータが受信されるまで保管する。

【0132】

次に、スタイラス２は、補助アップリンク信号ＵＳｓｕｂのセンシングを再度実行し（ステップＳ３５）、それによって補助アップリンク信号ＵＳｓｕｂを検出したか否かを判定する（ステップＳ３６）。その結果、補助アップリンク信号ＵＳｓｕｂを検出したと判定した場合、スタイラス２は、補助アップリンク信号ＵＳｓｕｂに応じたタイミングで、位置信号Ｄ＿ＤＰ又はダウンリンクパラメータに示されるデータを含むデータ信号ＯＤ＿ＤＰであるダウンリンク信号ＤＳの送信を行う（ステップＳ３７）。

【0133】

ステップＳ３６で補助アップリンク信号ＵＳｓｕｂを検出していないと判定した場合、スタイラス２は、ダウンリンクパラメータにより示される送信タイミングが到来したか否かを判定し（ステップＳ３８）、到来したと判定した場合には、ダウンリンク信号ＤＳの送信を行う（ステップＳ３９）。この処理は、補助アップリンク信号ＵＳｓｕｂの受信ミスによりダウンリンク信号ＤＳの送信がスキップされてしまうことを防止するための処理である。すなわち、スタイラス２は、ダウンリンクパラメータに含まれる動作周期ＶＴ及びブランク期間ＢＰａの配置方法に基づき、次にダウンリンク信号ＤＳを送信すべきタイミングを予測することができる。そこで、補助アップリンク信号ＵＳｓｕｂが受信されない場合であっても、予測したタイミングが到来した場合には、ダウンリンク信号ＤＳを送信するようにしている。

【0134】

ステップＳ３８でダウンリンクパラメータにより示される送信タイミングがまだ到来していないと判定した場合には、スタイラス２はステップＳ３５に処理を戻し、再度補助アップリンク信号ＵＳｓｕｂのセンシングを行う。

【0135】

ステップＳ３７又はステップＳ３９でダウンリンク信号ＤＳを送信した後には、スタイラス２は、保管しているダウンリンクパラメータに基づき、アップリンク信号ＵＳの受信タイミングが到来したか否かを判定する（ステップＳ４０）。その結果、到来していないと判定した場合には、次のダウンリンク信号ＤＳを送信すべく、ステップＳ３５に処理を戻す。一方、ステップＳ４０で到来していると判定した場合には、ステップＳ３０に処理を戻す。これにより、動作周期ＶＴごとに、同様の処理が繰り返されることになる。

【0136】

以上説明したように、本実施の形態による位置入力システム１、センサコントローラ３１、及びスタイラス２、並びに、これらによって実行される方法によれば、センサコントローラとしての制御装置６０が液晶パネル３３の現在の動作周期ＶＴを取得しているので、制御装置６０からスタイラス２に対し、取得した動作周期ＶＴに対応する同期の基準となるアップリンク信号ＵＳを送信することが可能になる。したがって、スタイラス２に対し、液晶パネル３３の状態に応じた信号の好ましい送信タイミングを伝えることが可能になる。

【0137】

また、アップリンク信号ＵＳがブランク期間ＢＰａの配置方法を示す情報を含んでいるので、スタイラス２は、ノイズの少ないブランク期間ＢＰａにダウンリンク信号ＤＳを送信することが可能になる。

【0138】

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、本発明が、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施され得ることは勿論である。

【0139】

例えば、上記第２の実施の形態では、指示体検出部６２が各時間の先頭で補助アップリンク信号ＵＳｓｕｂを送信する例を説明したが、このような補助アップリンク信号ＵＳｓｕｂの送信は必ずしも必要ではない。すなわち、図１７を参照しながら説明したように、アップリンク信号ＵＳによりスタイラス２には動作周期及びブランク期間ＢＰａの配置方法が予め通知されているので、スタイラス２は、補助アップリンク信号ＵＳｓｕｂがなくても各時間の開始タイミングを知ることができる。したがって、スタイラス２は、補助アップリンク信号ＵＳｓｕｂを受信しなくても、適切なタイミングでダウンリンク信号ＤＳの送信を行うことができる。補助アップリンク信号ＵＳｓｕｂはそもそも受信に失敗する可能性もあるので、補助的に時間の開始を通知するためのものとして位置付けることが好ましい。

【0140】

このように補助アップリンク信号ＵＳｓｕｂの送信が任意であることから、アップリンク信号ＵＳに含まれるコマンドＣＣ＿ＵＰには、指示体検出部６２が補助アップリンク信号ＵＳｓｕｂの送信を行うか否かを示す情報を含むこととしてもよい。スタイラス２は、この情報を参照することにより、ダウンリンク信号ＤＳを送信する際に補助アップリンク信号ＵＳｓｕｂを待機するか否かを決定することができる。

【0141】

尚、上記各実施の形態では液晶パネル３３を例として説明したが、本発明は、有機ＥＬパネルなど他の方式を利用した表示パネルに対しても適用可能である。より具体的に言えば、本発明は、リフレッシュレートの周期ごとに表示動作期間と１以上のブランク期間とが存在するような表示パネルとともに利用されるアクティブスタイラスを用いた双方向通信システムに適用可能である。

【符号の説明】

【0142】

１ 位置入力システム
２ スタイラス
３ 電子機器
２０ 電極
２１ 送受信切替部
２２ 発振部
２３ 送信部
２４ 受信部
２５ 操作情報検出部
２６ 操作入力部
２７ 構成情報保持部
２８ 通信制御部
３０ 電子機器制御部
３１ センサコントローラ
３２ 液晶駆動部
３３ 液晶パネル
３４ センサボード
３５ 操作パネル
４０ 発振部
４１ 送信部
４２ 受信部
４３ 指示体検出部
４４ 動作周期取得部
４５ 行電極群
４５ａ〜４５ｃ 行電極
４６ 列電極群
４６ａ〜４６ｃ 列電極
４７ 送受信切替部
５０ 液晶層
５１ カラーフィルターガラス
５２ 偏光板
６０ 制御装置
６１ 制御部
６２ 指示体検出部
７００ アップリンク信号ＵＳの送信タイミング
７０１，７０２ 構成データＣＤ及び操作状態データＯＤの送信タイミング
７１９ アップリンク信号ＵＳへの応答タイミング
ＢＰ，ＢＰａ ブランク期間
ＣＣ＿ＵＰ コマンド
ＣＤ 構成データ
ＣＰ 構成データ
ＣＲＴｂｌ 通信リソーステーブル
Ｄ＿ＤＰ 位置信号（応答信号）
Ｄ＿ＵＰ 探索パターン
ＤＡ 表示エリア
ＤＳ ダウンリンク信号
Ｆ＿ｓｅｌ 周波数設定信号
ＨＢ 水平帰線期間
ＨＩ 水平同期周期
ＨＳＹＮＣ 水平同期信号
ＬＣＤｎｚ 液晶ノイズ
ＬＤ 駆動信号
ＮＤ ノイズ期間
ＮＤＡ 垂直方向非表示エリア
ＮＦ ノイズフリー期間
ＮＰ ノイズ期間
ＯＤ 操作状態データ
ＯＤ＿ＤＰ，Ｄ１〜Ｄ４９２ データ信号
Ｐｏｓ 位置情報
Ｒｒ リフレッシュレート
Ｓ＿Ｓｅｌ 切替信号
ＵＳ アップリンク信号
ＵＳｓｕｂ 補助アップリンク信号
Ｖ ビデオ信号
ＶＢ 垂直ブランキング期間
Ｖｃｏｍ 固定電位
Ｖｓｙｎｃ 映像同期信号
ＶＴ，ＶＴ１，ＶＴ２ 動作周期

【要約】

【課題】スタイラスに対し、表示パネルの動作状態に応じた信号の好ましい送信タイミングを伝える。
【解決手段】本発明による方法は、可変の周期で動作するよう構成された表示パネルとともに設置される電極群を有するセンサに接続されたセンサコントローラと、該センサコントローラと双方向通信を行うアクティブスタイラスとを用いた方法であって、センサコントローラが、表示パネルの現在の動作周期を取得するステップＳ１と、センサコントローラが、取得した現在の動作周期に対応する同期の基準となるアップリンク信号ＵＳを生成して未検出あるいは既検出のアクティブスタイラスに対して送信するステップＳ２とを含む。
【選択図】図１５

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】